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Lo studio rivela i nuovi livelli di mistero circa la memoria visiva, ambliopia

Nelle decadi di studio come i circuiti neurali nella corteccia visiva del cervello si adattano ad esperienza, il laboratorio del professor Mark Bear del MIT ha seguito la scienza dovunque piombo, rendente la scoperta dei meccanismi cellulari che serviscono la memoria di riconoscimento visivo, in cui il cervello impara che viste è abituato in modo da può mettere a fuoco su cui è nuovo e di una terapia potenziale per ambliopia, un disordine dove i bambini sopportati con la visione interrotta in un occhio possono perdere l'acuità visiva là permanentemente senza intervento. Ma l'ultima ricerca di questo volta suo laboratorio ha reso i nuovi livelli sorprendenti di mistero.

Dirigendosi negli esperimenti descritti in un nuovo documento in corteccia cerebrale, in ribassista e nel suo gruppo preveduto di confermare che le proteine di tasto chiamino l'atto dei ricevitori di NMDA specificamente in neuroni in livello 4 della corteccia visiva per fare i cambiamenti della connessione del circuito, o “nella plasticità,„ in necessario per sia la memoria di riconoscimento visivo che la ambliopia. Invece, lo studio ha fornito inatteso i risultati divergenti.

Ci sono due storie qui. Uno è che più ulteriormente abbiamo segnato dove con esattezza cercare le cause di origine di ambliopia. L'altro è che ora completamente abbiamo fatto scoppiare che cosa abbiamo pensato stavamo accadendo nel potenziamento stimolo-selettivo di risposta, o in SRP, il cambiamento sinaptico creduto per provocare la memoria di riconoscimento visivo.„

Tracci il ribassista, l'autore co-senior e professore di Picower della neuroscienza nell'istituto di Picower per l'apprendimento e la memoria

La corteccia è costruita come una pila di pancake, con i livelli distinti di celle che serviscono le funzioni differenti. Il livello 4 è considerato come “il livello dell'input„ primario che riceve le informazioni relativamente non trattate che risultano da ogni occhio. La plasticità che si limita ad un occhio è stata presupposta per accadere a questa fase iniziale di trattamento corticale, prima che le informazioni dai due occhi diventassero miste. Tuttavia, mentre la prova dimostra che i ricevitori di NMDA in neuroni del livello 4 sono necessari effettivamente per la degradazione della visione in un occhio sfavorito, non svolgono apparentemente ruolo in come le connessioni neurali, o le sinapsi, serventi l'occhio uncompromised rinforzano per compensare e similmente non importano per lo sviluppo di SRP. Quello è anche se i ricevitori di NMDA in neuroni della corteccia visiva direttamente sono stati indicati alla materia in questi fenomeni prima e mette a strati 4 neuroni è conosciuto per partecipare a questi circuiti via i cambiamenti indicatori nell'attività elettrica.

“Questi risultati rivelano due cose chiave,„ ha detto Samuel Cooke, autore co-senior e un ex membro del laboratorio del ribassista che ora ha suoi propri all'College Londra di re. “In primo luogo, quello i circuiti neocortical modificati per migliorare le risposte corticali agli input sensoriali durante la privazione o agli stimoli che sono diventato esperti risiede altrove in neocortex, rivelante una complessità che precedentemente non avevamo apprezzato. In secondo luogo, i risultati indicano che gli effetti possono essere chiaramente manifesti in una regione del cervello che sono realmente echi di plasticità che accadono altrove, quindi illustrante l'importanza non solo dell'osservazione dei fenomeni biologici ma anche di comprensione delle loro origini localmente interrompendo i meccanismi di fondo conosciuti.„

“Eravamo sgomento„

Per svolgere lo studio, sopporti il postdoc del laboratorio e l'autore principale Ming-fai Fong ed ha usato una tecnica genetica specificamente per tramortire i ricevitori di NMDA in neuroni eccitanti in livello 4 della corteccia visiva dei mouse. Armato con quello strumento, potrebbe poi studiare le conseguenze per la memoria di riconoscimento visivo e “la privazione monoculare,„ un modello del laboratorio per ambliopia in cui l'occhio è temporaneamente chiuso presto nella vita. L'ipotesi era quella che tramorte il ricevitore di NMDA in queste celle in livello 4 impedirebbe SRP la cattura della tenuta in mezzo delle presentazioni ripetute dello stesso stimolo ed impedirebbe la degradazione della visione in un occhio sfavorito come pure il rafforzamento proporzionato dell'occhio inalterato.

“Siamo stati compiaciuti per notare che l'effetto del tipo di ambliopia di perdita della visione corticale come conseguenza della chiusura dell'occhio per parecchi giorni nella vita in anticipo completamente è stato impedito,„ Cooke abbiamo detto. “Tuttavia, eravamo sgomento trovare che i due moduli di miglioramento di plasticità sono rimanere completamente intatti.„

Fong ha detto quello con lavoro continuato, le speranze del laboratorio di segnare dove con esattezza in circuito NMDA i ricevitori stanno avviando SRP e l'aumento compensativo nella resistenza in un occhio non sfavorito dopo la privazione monoculare. Agire in tal modo, ha detto, potrebbe avere implicazioni cliniche.

“Il nostro studio ha identificato una componente cruciale nel circuito corticale visivo che media la ambliopia di fondo di plasticità,„ lei ha detto. “Questo studio egualmente evidenzia la necessità in corso di identificare le componenti distinte nel circuito corticale visivo che potenziamento visivo mediato, in grado di essere importante entrambi nei trattamenti di sviluppo per l'inabilità visiva come pure in biomarcatori di sviluppo per i disordini neurodevelopmental. Questi sforzi sono in corso in laboratorio.„

La ricerca ora si muove verso altri livelli, il ribassista ha detto, compreso il livello 6, quale egualmente riceve l'input non trattato da ogni occhio.

“Questa non è chiaramente la conclusione della storia,„ il ribassista ha detto.

Source:
Journal reference:

Fong, M., et al. (2019) Distinct Laminar Requirements for NMDA Receptors in Experience-Dependent Visual Cortical Plasticity. Cerebral Cortex. doi.org/10.1093/cercor/bhz260.